I virus che rendono sani

I batteriofagi sono virus altamente specializzati che attaccano e distruggono i batteri. Il biologo franco-canadese Félix d'Hérelle, che per primo descrisse questi minuscoli organismi oltre 100 anni fa, li chiamò batterivori. Insieme al suo collega Georgi Eliava, fondò in seguito il primo istituto di ricerca sui fagi a Tbilisi. Dopo la scoperta della penicillina, negli anni Venti, iniziò il trionfo degli antibiotici e i fagi furono dimenticati, almeno in Occidente.

L'Hochschulmedizin Zürich (HMZ) sta ora facendo uscire i virus dall'oscurità e sta sviluppando un nuovo virus nell'ambito del progetto. pagina esternaImmunofago Fagi personalizzati per il trattamento delle infezioni del tratto urinario. L'approccio scelto è nuovo e quindi associato a rischi, ma ha anche un futuro promettente perché offre una soluzione all'enorme problema della resistenza agli antibiotici, particolarmente diffuso nel settore delle infezioni del tratto urinario. "Abbiamo grandi speranze per questo progetto pionieristico nella lotta contro la resistenza agli antibiotici. Questo approccio terapeutico è unico al mondo", afferma Thomas M. Kessler, uno dei tre ricercatori principali, professore di neuro-urologia all'Università di Zurigo e capo del dipartimento amministrativo di neuro-urologia dell'ospedale universitario Balgrist.

Microbiologia, immunologia e urologia

Questo progetto pionieristico è possibile perché diverse discipline possono lavorare insieme nell'ambito di Hochschulzin Zürich, completandosi a vicenda: Al progetto lavorano otto gruppi di ricerca, principalmente di microbiologia, immunologia e urologia. Martin Loessner, professore di microbiologia dell'ETH di Zurigo, è responsabile dei fagi e della loro ingegnerizzazione.

I virus iniettano il loro materiale genetico nei batteri, che iniziano a produrre nuovi virus secondo le istruzioni genetiche. Alla fine i batteri muoiono. I batteriofagi sono selettivi e di solito infettano solo un tipo di batterio; si trovano nelle acque reflue e nei campioni ambientali. "Isoliamo i fagi dalla natura e poi li modifichiamo in base alle esigenze cliniche", spiega Loessner.

Ingegneria per migliorare i fagi

Le infezioni del tratto urinario sono solitamente causate da Escherichia coli e Klebsiella- e Eceppi eterococcici. Il piano è quello di costruire una banca di centinaia di fagi che attacchino e distruggano efficacemente i batteri patogeni. Tuttavia, come spiega Loessner, non si accontentano di queste forme naturali. Vogliono anche migliorare i fagi ed espandere il loro potenziale di guarigione incorporando geni per i cosiddetti modulatori immunitari, come interleuchine e citochine. Se i fagi vengono somministrati nel luogo dell'infezione del paziente, distruggono i batteri e attivano anche il sistema immunitario, favorendo così l'autoguarigione. Si prevede anche di utilizzare i fagi come immunoterapia contro forme di cancro alla vescica grazie a questa ingegneria. Si prevede anche di estendere la terapia con i fagi alle infezioni al di fuori del tratto urinario.

Le competenze immunologiche di questo progetto provengono da Onur Boyman, professore di Immunologia clinica all'Università di Zurigo e direttore del Dipartimento di Immunologia dell'Ospedale universitario di Zurigo. Il suo team sta esaminando, tra l'altro, i processi molecolari del sistema immunitario nei pazienti con infezioni ricorrenti del tratto urinario. I risultati consentono di sviluppare sistemi di prova adeguati per testare l'efficacia dei fagi in laboratorio. Ciò consentirà di identificare i fagi più promettenti e di personalizzarli per la sperimentazione clinica.

Poiché i batteriofagi stessi possono innescare una reazione di difesa del sistema immunitario, l'obiettivo sarà anche quello di analizzare lo stato degli anticorpi dei pazienti contro i fagi. Inoltre, i fagi saranno testati per il loro potenziale immunogeno. Come in altre aree del progetto, anche qui sono necessarie molte conoscenze specialistiche. "Il progetto ha un grande potenziale come nuova immunoterapia batteriofaga per combattere le infezioni croniche del tratto urinario. È essenziale una stretta collaborazione tra diverse discipline", afferma Onur Boyman.

Rimedio alla resistenza agli antibiotici

Infine, l'aspetto clinico dell'urologia, a cui Thomas M. Kessler può contribuire con il progetto Immunophage. Lo specialista ha una vasta esperienza nel trattamento delle infezioni del tratto urinario e riconosce l'urgenza di nuovi metodi terapeutici. Chi siamo è afflitto da infezioni ricorrenti. Il trattamento è reso più difficile dalla crescente diffusione di una resistenza ostinata degli agenti patogeni ai comuni antibiotici.

Allo stesso tempo, Kessler è uno dei pochi medici in Svizzera ad avere esperienza di terapie con fagi nell'uomo. Solo di recente, insieme ai colleghi di Tbilisi, ha condotto il primo studio clinico randomizzato e controllato sull'efficacia dei batteriofagi nelle infezioni del tratto urinario. Il cocktail di fagi di Tbilisi è stato confrontato con gli antibiotici nei pazienti e non ha avuto risultati peggiori rispetto ai farmaci. Questo non è sufficiente, dice Kessler, ma si possono prevedere risultati migliori nel progetto Immunophage. Questo perché, come spiegato, i fagi sono selezionati per i pazienti e potenziati dal punto di vista immunologico.

La caratterizzazione precisa dei virus curativi è importante per un secondo motivo: è un prerequisito per l'accettazione di questa nuova terapia da parte delle autorità - perché i batteriofagi non sono ancora ammessi come agenti terapeutici in Svizzera. Anche il progetto Immunophage si è posto l'obiettivo di raggiungere questo importante traguardo.

Questo articolo di Stefan Stöcklin è apparso per la prima volta su UZH News.